Typer af netværksprotokoller protokol tcp ip. Hvad er TCP-IP-protokol

Driften af det globale internet er baseret på et sæt (stak) af TCP/IP-protokoller. Men disse udtryk virker kun komplekse ved første øjekast. Faktisk TCP/IP protokolstak er et simpelt sæt regler for udveksling af information, og disse regler er faktisk velkendte for dig, selvom du sandsynligvis ikke er klar over det. Ja, det er præcis sådan det er; i bund og grund er der intet nyt i de principper, der ligger til grund for TCP/IP-protokollerne: alt nyt er godt glemt gammelt.

En person kan lære på to måder:

Gennem dum formel udenadslære af formelmetoder til at løse standardproblemer (hvilket er det, der nu mest undervises i i skolen). Sådan træning er ineffektiv. Du har helt sikkert set panikken og den fuldstændige hjælpeløshed hos en revisor, når du skifter version kontorsoftware- ved den mindste ændring i rækkefølgen af museklik, der kræves for at udføre sædvanlige handlinger. Eller har du nogensinde set en person falde i dvale, når du ændrede desktop-grænsefladen?
Gennem forståelse af essensen af problemer, fænomener, mønstre. Gennem forståelse principper opbygning af dette eller hint system. I dette tilfælde spiller det ikke nogen stor rolle at have encyklopædisk viden - den manglende information er let at finde. Det vigtigste er at vide, hvad man skal kigge efter. Og dette kræver ikke formel viden om emnet, men en forståelse af essensen.

I denne artikel foreslår jeg at tage den anden vej, da forståelsen af principperne bag internettet vil give dig mulighed for at føle dig sikker og fri på internettet - hurtigt løse problemer, der opstår, korrekt formulere problemer og trygt kommunikere med teknisk support.

Så lad os begynde.

Driftsprincipperne for TCP/IP-internetprotokollerne er i sagens natur meget enkle og minder stærkt om arbejdet i vores sovjetiske postvæsen.

Husk hvordan vores almindelige post fungerer. Først skriver du et brev på et stykke papir, lægger det derefter i en konvolut, forsegler det, bagsiden Skriv adresserne på afsender og modtager på kuverten, og tag den så med til det nærmeste posthus. Dernæst går brevet gennem en kæde af posthuse til modtagerens nærmeste posthus, hvorfra det afleveres af postbudet til angivet adresse modtager og afleveret i sin postkasse (med hans lejlighedsnummer) eller leveret personligt. Det er det, brevet er nået frem til modtageren. Når modtageren af brevet ønsker at svare dig, vil han bytte adresserne på modtageren og afsenderen i sit svarbrev, og brevet vil blive sendt til dig i samme kæde, men i modsat retning.

Brevets kuvert vil læse noget som dette:

Afsenderens adresse: Fra hvem: Ivanov Ivan Ivanovich Hvor: Ivanteevka, st. Bolshaya, 8, lejlighed. 25 Adresse på modtager: Til hvem: Petrov Petr Petrovich Hvor: Moskva, Usachevsky-bane, 105, apt. 110

Nu er vi klar til at overveje interaktionen mellem computere og applikationer på internettet (og i lokalt netværk Samme). Bemærk venligst, at analogien med almindelig post vil være næsten fuldstændig.

Hver computer (alias: node, vært) på internettet har også en unik adresse, som kaldes en IP-adresse ( Internetprotokol adresse), for eksempel: 195.34.32.116. En IP-adresse består af fire decimaltal(fra 0 til 255), adskilt af en prik. Men kun at kende computerens IP-adresse er ikke nok, fordi... I sidste ende er det ikke computerne selv, der udveksler information, men de programmer, der kører på dem. Og flere applikationer kan køre samtidigt på en computer (for eksempel en mailserver, en webserver osv.). For at levere et almindeligt papirbrev er det ikke nok kun at kende husets adresse - du skal også kende lejlighedsnummeret. Også hver softwareapplikation har et lignende nummer kaldet portnummeret. Flertal server applikationer har standardnumre, for eksempel: Post service bundet til port nummer 25 (de siger også: "lytter" til porten, modtager beskeder på den), er webtjenesten bundet til port 80, FTP til port 21, og så videre.

Således har vi følgende næsten fuldstændige analogi med vores sædvanlige postadresse:

"husadresse" = "computer IP" "lejlighedsnummer" = "portnummer"

I computernetværk opererer via TCP/IP-protokoller, er en analog af et papirbrev i en konvolut plastikpose, som indeholder de faktiske transmitterede data og adresseoplysninger - afsenderens adresse og modtagerens adresse, for eksempel:

Kildeadresse: IP: 82.146.49.55 Port: 2049 Modtageradresse (destinationsadresse): IP: 195.34.32.116 Port: 53 Pakkedetaljer: ...

Pakkerne indeholder selvfølgelig også serviceoplysninger, men for at forstå essensen er dette ikke vigtigt.

Bemærk venligst kombinationen: "IP-adresse og portnummer" - hedder "stikkontakt".

I vores eksempel sender vi en pakke fra socket 82.146.49.55:2049 til socket 195.34.32.116:53, dvs. pakken vil gå til en computer med en IP-adresse på 195.34.32.116, til port 53. Og port 53 svarer til en navnegenkendelsesserver (DNS-server), som vil modtage denne pakke. Ved at kende afsenderens adresse, vil denne server, efter at have behandlet vores anmodning, kunne generere en svarpakke, der vil gå i modsat retning af afsender-socket 82.146.49.55:2049, som for DNS-serveren vil være modtager-socket.

Som regel udføres interaktion i henhold til "klient-server"-skemaet: "klienten" anmoder om nogle oplysninger (for eksempel en hjemmeside), serveren accepterer anmodningen, behandler den og sender resultatet. Portnumrene på serverapplikationer er velkendte, for eksempel: SMTP-mailserveren "lytter" på port 25, POP3-serveren, der tillader læsning af post fra dine postkasser "lytter" på port 110, webserveren lytter på port 80 osv. .

De fleste programmer på hjemmecomputer er klienter – f.eks mail klient Outlook, webbrowsere IE, FireFox osv.

Portnumrene på klienten er ikke faste som dem på serveren, men tildeles dynamisk af operativsystemet. Faste serverporte har normalt tal op til 1024 (men der er undtagelser), og klientporte starter efter 1024.

Gentagelse er undervisningens moder: IP er adressen på en computer (node, vært) på netværket, og port er nummeret på en specifik applikation, der kører på denne computer.

Det er dog svært for en person at huske digitale IP-adresser - det er meget mere bekvemt at arbejde med alfabetiske navne. Det er trods alt meget nemmere at huske et ord end et sæt tal. Dette gøres - enhver digital IP-adresse kan tilknyttes et alfanumerisk navn. Som følge heraf kan du for eksempel i stedet for 82.146.49.55 bruge navnet. Og domænenavnetjenesten (DNS) (Domain Name System) håndterer konverteringen af domænenavnet til en digital IP-adresse.

Lad os se nærmere på, hvordan dette fungerer. Din udbyder er klart (på papiret, f.eks manuelle indstillinger forbindelser) eller implicit (via automatisk opsætning forbindelser) giver dig IP-adressen på navneserveren (DNS). På en computer med denne IP-adresse kører der en applikation (navneserver), som kender alle domænenavne på internettet og deres tilsvarende digitale IP-adresser. DNS-serveren "lytter" til port 53, accepterer anmodninger til den og afgiver svar, for eksempel:

Anmodning fra vores computer: "Hvilken IP-adresse svarer til navnet www.site?" Serversvar: "82.146.49.55."

Lad os nu se på, hvad der sker, når du skriver domænenavnet (URL) på dette websted () i din browser og klikker på , som svar fra webserveren modtager du en side på dette websted.

For eksempel:

IP-adresse på vores computer: 91.76.65.216 Browser: Internet Explorer(IE), DNS-server (stream): 195.34.32.116 (din kan være anderledes), Siden vi ønsker at åbne: www.site.

Rekruttering kl adresse bar browserens domænenavn og klik . Dernæst udfører operativsystemet omtrent følgende handlinger:

En anmodning (mere præcist, en pakke med en anmodning) sendes til DNS-serveren på socket 195.34.32.116:53. Som diskuteret ovenfor svarer port 53 til DNS-serveren, en applikation, der løser navne. Og DNS-serveren, efter at have behandlet vores anmodning, returnerer den IP-adresse, der matcher det indtastede navn.

Dialogen lyder sådan her:

Hvilken IP-adresse svarer til navnet www.websted? - 82.146.49.55 .

Dernæst etablerer vores computer en forbindelse til porten 80 computer 82.146.49.55 og sender en anmodning (anmodningspakke) om at modtage siden. Port 80 svarer til webserveren. Port 80 er normalt ikke skrevet i browserens adresselinje, fordi... bruges som standard, men det kan også angives eksplicit efter kolon - .

Efter at have modtaget en anmodning fra os, behandler webserveren den og sender os en side i flere pakker. HTML sprog- et tekstopmærkningssprog, som browseren forstår.

Vores browser, efter at have modtaget siden, viser den. Som et resultat ser vi hovedsiden af dette websted på skærmen.

Hvorfor skal vi forstå disse principper?

For eksempel bemærkede du mærkelig opførsel af din computer - mærkelig netværksaktivitet, opbremsninger osv. Hvad skal man gøre? Åbn konsollen (klik på knappen "Start" - "Kør" - skriv cmd - "Ok"). I konsollen skriver vi kommandoen netstat -an og klik . Dette værktøj viser en liste over etablerede forbindelser mellem stik på vores computer og stik på fjernværter. Hvis vi ser nogle udenlandske IP-adresser i kolonnen "Ekstern adresse" og den 25. port efter kolon, hvad kan det så betyde? (Husk at port 25 svarer til mailserveren?) Det betyder, at din computer har oprettet forbindelse til nogle mail server(servere) og sender nogle breve igennem det. Og hvis din e-mail-klient (Outlook for eksempel) ikke kører på nuværende tidspunkt, og hvis der stadig er mange sådanne forbindelser på port 25, så er der sandsynligvis en virus på din computer, der sender spam på dine vegne eller videresender din kredit kortnumre sammen med adgangskoder til angribere.

Det er også nødvendigt med en forståelse af, hvordan internettet fungerer korrekte indstillinger firewall (med andre ord firewall :)). Dette program (som ofte kommer med et antivirus) er designet til at filtrere pakker - "venner" og "fjender". Lad dit eget folk komme igennem, lad ikke fremmede komme ind. For eksempel, hvis din firewall fortæller dig, at nogen vil oprette forbindelse til en port på din computer. Tillade eller nægte?

Og vigtigst af alt er denne viden yderst nyttig, når du kommunikerer med teknisk support.

Endelig er her en liste over porte, som du sandsynligvis vil støde på:

135-139 - disse porte bruges af Windows til at få adgang fælles ressourcer computer - mapper, printere. Åbn ikke disse porte udadtil, dvs. til det regionale lokale netværk og internettet. De skal lukkes med en firewall. Desuden, hvis du på det lokale netværk ikke ser noget i netværksmiljøet, eller du ikke er synlig, så skyldes det sandsynligvis, at firewallen har blokeret disse porte. Disse porte skal således være åbne for det lokale netværk, men lukkede for internettet. 21 - Havn FTP server. 25 - posthavn SMTP server. Din e-mail-klient sender breve gennem den. SMTP-serverens IP-adresse og dens port (25.) skal angives i indstillingerne for din mailklient. 110 - Havn POP3 server. Gennem den henter din mailklient breve fra din postkasse. IP-adressen på POP3-serveren og dens port (110.) skal også angives i indstillingerne for din mailklient. 80 - Havn WEB-servere. 3128, 8080 - proxyservere (konfigureret i browserindstillinger).

Flere specielle IP-adresser:

127.0.0.1 er den lokale værtsadresse lokale system, dvs. lokal adresse din computer. 0.0.0.0 - sådan er alle IP-adresser udpeget. 192.168.xxx.xxx - adresser, der kan bruges vilkårligt på lokale netværk; de bruges ikke på det globale internet. De er kun unikke inden for det lokale netværk. Du kan bruge adresser fra dette område efter eget skøn, for eksempel til at bygge et hjemme- eller kontornetværk.

Hvad er undernetmasken og standardgatewayen (router, router)?

(Disse parametre er indstillet i indstillingerne netværksforbindelser).

Det er simpelt. Computere er forbundet til lokale netværk. På et lokalt netværk "ser" computere kun hinanden direkte. Lokale netværk er forbundet med hinanden gennem gateways (routere, routere). Undernetmasken er designet til at bestemme, om modtagercomputeren tilhører det samme lokale netværk eller ej. Hvis den modtagende computer tilhører samme netværk som den afsendende computer, så sendes pakken direkte til den, ellers sendes pakken til standardgatewayen, som så ved hjælp af ruter, den kender, sender pakken til et andet netværk, dvs. til et andet postkontor (i analogi med det sovjetiske posthus).

Lad os endelig se på, hvad disse uklare udtryk betyder:

TCP/IP- dette er navnet på sættet netværksprotokoller. Faktisk går den transmitterede pakke gennem flere lag. (Som på posthuset: først skriver man et brev, så lægger man det i en adresseret kuvert, så sætter posthuset et frimærke på osv.).

IP Protokollen er en såkaldt netværkslagsprotokol. Opgaven for dette niveau er at levere IP-pakker fra afsenderens computer til modtagerens computer. Ud over selve dataene har pakker på dette niveau en kilde-IP-adresse og en modtager-IP-adresse. Portnumre bruges ikke på netværksniveau. Hvilken havn, dvs. applikationen er adresseret til denne pakke, om denne pakke blev leveret eller tabt er ukendt på dette niveau - dette er ikke dens opgave, det er transportlagets opgave.

TCP og UDP Det er protokoller for det såkaldte transportlag. Transportlaget sidder over netværkslaget. På dette niveau tilføjes en kildeport og en destinationsport til pakken.

TCP er en forbindelsesorienteret protokol med garanteret pakkelevering. Først udveksles specielle pakker for at etablere en forbindelse, noget som et håndtryk opstår (-Hej. -Hej. -Skal vi chatte? -Kom nu.). Derefter sendes pakker frem og tilbage over denne forbindelse (en samtale er i gang), og det kontrolleres, om pakken er nået frem til modtageren. Hvis pakken ikke modtages, sendes den igen ("gentag, jeg hørte ikke").

UDP er en forbindelsesfri protokol med ikke-garanteret pakkelevering. (Ligesom: råbte noget, men om de hørte dig eller ej - det er lige meget).

Over transportniveauet er påføringslag. På dette niveau er protokoller som f.eks http, ftp osv. F.eks. bruger HTTP og FTP den pålidelige TCP-protokol, og DNS-serveren arbejder gennem det upålidelige UDP protokol.

Hvordan får man vist aktuelle forbindelser?

Aktuelle forbindelser kan ses ved hjælp af kommandoen

Netstat -an

(parameteren n angiver at vise IP-adresser i stedet for domænenavne).

Denne kommando kører sådan her:

"Start" - "Kør" - skriv cmd - "Ok". I konsollen, der vises (sort vindue), skriv kommandoen netstat -an og klik . Resultatet vil være en liste over etablerede forbindelser mellem stikkontakterne på vores computer og eksterne noder.

For eksempel får vi:

Aktive forbindelser

Navn	Lokal adresse	Ekstern adresse	Stat
TCP	0.0.0.0:135	0.0.0.0:0	HØRER EFTER
TCP	91.76.65.216:139	0.0.0.0:0	HØRER EFTER
TCP	91.76.65.216:1719	212.58.226.20:80	ETABLERET
TCP	91.76.65.216:1720	212.58.226.20:80	ETABLERET
TCP	91.76.65.216:1723	212.58.227.138:80	CLOSE_WAIT
TCP	91.76.65.216:1724	212.58.226.8:80	ETABLERET

...

I dette eksempel betyder 0.0.0.0:135, at vores computer lytter (LYTTER) til port 135 på alle dens IP-adresser og er klar til at acceptere forbindelser fra alle på den (0.0.0.0:0) via TCP-protokollen.

91.76.65.216:139 - vores computer lytter til port 139 på dens IP-adresse 91.76.65.216.

Den tredje linje betyder, at forbindelsen nu er etableret (ETABLISERET) mellem vores maskine (91.76.65.216:1719) og den eksterne (212.58.226.20:80). Port 80 betyder, at vores maskine lavede en anmodning til webserveren (jeg har faktisk sider åbne i browseren).

I fremtidige artikler vil vi se på, hvordan man anvender denne viden, f.eks.

Interaktion mellem computere på internettet udføres gennem netværksprotokoller, som er et aftalt sæt af specifikke regler, ifølge hvilke forskellige enheder datatransmissioner udveksler information. Der findes protokoller til fejlkontrolformater og andre typer protokoller. Mest almindeligt anvendt i globalt internetarbejde TCP-IP protokol.

Hvad er det for en teknologi? Navnet TCP-IP kommer fra to netværksprotokoller: TCP og IP. Naturligvis er konstruktionen af netværk ikke begrænset til disse to protokoller, men de er grundlæggende for så vidt angår organiseringen af datatransmission. Faktisk er TCP-IP et sæt protokoller, der gør det muligt for individuelle netværk at komme sammen til at danne

TCP-IP-protokollen, som ikke kun kan beskrives ved definitionerne af IP og TCP, omfatter også protokollerne UDP, SMTP, ICMP, FTP, telnet og mere. Disse og andre TCP-IP-protokoller giver den mest komplette drift af internettet.

Nedenfor giver vi en detaljeret beskrivelse af hver protokol inkluderet i generelt koncept TCP-IP.

. Internetprotokol(IP) er ansvarlig for den direkte transmission af information på netværket. Informationen opdeles i dele (med andre ord pakker) og sendes til modtageren fra afsenderen. For nøjagtig adressering skal du angive den nøjagtige adresse eller koordinater for modtageren. Sådanne adresser består af fire bytes, som er adskilt fra hinanden med prikker. Hver computers adresse er unik.

Brug af IP-protokollen alene er dog muligvis ikke nok til korrekt datatransmission, da mængden af det meste af den transmitterede information er mere end 1500 tegn, hvilket ikke længere passer ind i én pakke, og nogle pakker kan gå tabt under transmissionen eller sendes ind den forkerte rækkefølge, hvad der skal til.

. Transmissionskontrolprotokol(TCP) bruges på et højere niveau end det foregående. Baseret på IP-protokollens evne til at overføre information fra én vært til en anden, tillader TCP-protokollen at sende store mængder information. TCP er også ansvarlig for adskillelse overførte oplysninger i separate dele - pakker - og ordentlig genopretning data fra pakker modtaget efter transmission. Hvori denne protokol gensender automatisk pakker, der indeholder fejl.

Styring af organiseringen af dataoverførsel i store mængder kan udføres ved hjælp af en række protokoller, der har særlige funktionelle formål. Der er især følgende typer TCP-protokoller.

1. FTP (Filoverførsel Protocol) organiserer filoverførsel og bruges til at overføre information mellem to internetnoder ved hjælp af TCP-forbindelser i form af en binær eller simpel tekstfil, som et navngivet område i computerens hukommelse. I dette tilfælde er det ligegyldigt, hvor disse noder er placeret, og hvordan de er forbundet med hinanden.

2. Brugerdatagramprotokol, eller User Datagram Protocol, er forbindelsesuafhængig og transmitterer data i pakker kaldet UDP-datagrammer. Denne protokol er dog ikke så pålidelig som TCP, fordi afsenderen ikke ved, om pakken faktisk blev modtaget.

3. ICMP(Internet Control Message Protocol) findes til at sende fejlmeddelelser, der opstår under dataudveksling på internettet. ICMP-protokollen rapporterer dog kun fejl, men eliminerer ikke de årsager, der førte til disse fejl.

4. Telnet- som bruges til at implementere en tekstgrænseflade på et netværk ved hjælp af TCP-transporten.

5. SMTP(Simple Mail Transfer Protocol) er en speciel elektronisk besked, der definerer formatet af beskeder, der sendes fra én computer, kaldet en SMTP-klient, til en anden computer, der kører en SMTP-server. I dette tilfælde kan denne overførsel blive forsinket i nogen tid, indtil både klientens og serverens arbejde er aktiveret.

Dataoverførselsskema via TCP-IP-protokol

1. TCP-protokollen opdeler hele mængden af data i pakker og nummererer dem, pakker dem i TCP-konvolutter, hvilket giver dig mulighed for at gendanne den rækkefølge, som dele af information modtages i. Når data placeres i sådan en konvolut, beregnes en kontrolsum, som så skrives ind i TCP-headeren.

3. TCP kontrollerer derefter, om alle pakker er modtaget. Hvis, under modtagelse, den nyligt beregnede ikke falder sammen med den, der er angivet på konvolutten, indikerer dette, at noget af informationen er gået tabt eller forvrænget under transmissionen, anmoder TCP-IP-protokollen igen om videresendelse af denne pakke. Bekræftelse af modtagelse af data fra modtager er også påkrævet.

4. Efter at have bekræftet modtagelsen af alle pakker, bestiller TCP-protokollen dem i overensstemmelse hermed og samler dem igen til en enkelt helhed.

TCP-protokollen bruger gentagne datatransmissioner og venteperioder (eller timeouts) for at sikre pålidelig levering af information. Pakker kan transmitteres i to retninger samtidigt.

TCP-IP eliminerer således behovet for retransmissioner og venter på ansøgningsprocesser (såsom Telnet og FTP).

I moderne verden information spredes på få sekunder. Nyheden er netop dukket op, og et sekund senere er den allerede tilgængelig på en eller anden hjemmeside på internettet. Internettet betragtes som en af de mest nyttige udviklinger i det menneskelige sind. For at nyde alle de fordele, som internettet giver, skal du oprette forbindelse til dette netværk.

Få mennesker ved, at den simple proces med at besøge websider involverer usynlige for brugeren, komplekst system handlinger. Hvert klik på et link aktiverer hundredvis af forskellige beregningsoperationer i hjertet af computeren. Disse omfatter afsendelse af anmodninger, modtagelse af svar og meget mere. De såkaldte TCP/IP-protokoller er ansvarlige for enhver handling på netværket. Hvad er de?

Enhver internetprotokol TCP/IP fungerer på sit eget niveau. Med andre ord, alle gør deres egne ting. Hele TCP/IP-protokolfamilien udfører en enorm mængde arbejde samtidigt. Og brugeren ser på dette tidspunkt kun lyse billeder og lange tekstlinjer.

Koncept af en protokolstak

TCP/IP-protokolstakken er et organiseret sæt af grundlæggende netværksprotokoller, som er hierarkisk opdelt i fire niveauer og er et system til transport af pakker over et computernetværk.

TCP/IP er den mest berømte netværksprotokolstak, der bruges i dette øjeblik. Principperne for TCP/IP-stakken gælder for både lokale og store netværk.

Principper for brug af adresser i protokolstakken

TCP/IP-netværksprotokolstakken beskriver stierne og retningerne, som pakker sendes i. Dette er hovedopgaven for hele stakken, udført på fire niveauer, der interagerer med hinanden ved hjælp af en logget algoritme. For at sikre, at pakken bliver sendt korrekt og leveret præcis til det punkt, der anmodede om det, blev IP-adressering indført og standardiseret. Dette skyldtes følgende opgaver:

Adresser forskellige typer, skal aftales. For eksempel at konvertere et webstedsdomæne til en servers IP-adresse og tilbage, eller konvertere et værtsnavn til en adresse og tilbage. På denne måde bliver det muligt at få adgang til punktet ikke kun ved hjælp af IP-adressen, men også ved dets intuitive navn.
Adresser skal være unikke. Dette skyldes, at pakken i nogle specielle tilfælde kun skal nå ét bestemt punkt.
Behovet for at konfigurere lokale netværk.

I små netværk, hvor der bruges flere dusin noder, udføres alle disse opgaver enkelt ved hjælp af de enkleste løsninger: kompilering af en tabel, der beskriver ejerskabet af maskinen og dens tilsvarende IP-adresse, eller du kan manuelt distribuere IP-adresser til alle netværksadaptere. Dog for store netværk for tusind eller to tusinde maskiner synes opgaven med manuelt at udstede adresser ikke så gennemførlig.

Derfor blev der opfundet en særlig tilgang til TCP/IP-netværk, som blev et karakteristisk træk ved protokolstakken. Begrebet skalerbarhed blev introduceret.

Lag af TCP/IP-protokolstakken

Der er et vist hierarki her. TCP/IP-protokolstakken har fire lag, som hver håndterer sit eget sæt af protokoller:

Anvendelseslag: oprettet for at gøre det muligt for brugeren at interagere med netværket. På dette niveau behandles alt hvad brugeren ser og gør. Niveauet giver brugeren adgang til forskellige netværkstjenester, for eksempel: adgang til databaser, muligheden for at læse en liste over filer og åbne dem, sende elektronisk besked eller åbne en webside. Sammen med brugerdata og handlinger transmitteres serviceinformation på dette niveau.

Transportlag: Dette er en ren pakketransmissionsmekanisme. På dette niveau betyder hverken indholdet af pakken eller dens tilknytning til nogen handling overhovedet. På dette niveau er det kun adressen på den node, hvorfra pakken sendes, og adressen på den node, hvortil pakken skal leveres. Som regel kan størrelsen af fragmenter, der transmitteres ved hjælp af forskellige protokoller, ændre sig, derfor kan informationsblokke på dette niveau opdeles ved outputtet og samles til en enkelt helhed på destinationen. Dette forårsager muligt datatab, hvis der på tidspunktet for transmissionen af det næste fragment opstår et kortvarigt forbindelsesbrud.

Transportlaget omfatter mange protokoller, som er opdelt i klasser, fra de simpleste, som blot transmitterer data, til komplekse, som er udstyret med funktionaliteten at kvittere for modtagelsen eller genanmode om en manglende datablok.

Dette niveau giver det højere (applikations)niveau to typer tjenester:

Giver garanteret levering ved hjælp af TCP-protokollen.
Leverer via UDP når det er muligt .

For at sikre en garanteret levering etableres en forbindelse i henhold til TCP-protokollen, som gør det muligt at nummerere pakker ved udgangen og bekræfte ved indgangen. Nummereringen af pakker og bekræftelse af modtagelse er den såkaldte serviceinformation. Denne protokol understøtter transmission i "Duplex"-tilstand. Takket være protokollens gennemtænkte regler anses den desuden for at være meget pålidelig.

UDP-protokollen er beregnet til øjeblikke, hvor det er umuligt at konfigurere transmission via TCP-protokollen, eller du skal spare på netværksdatatransmissionssegmentet. UDP-protokollen kan også interagere med protokoller på højere niveau for at øge pakketransmissionens pålidelighed.

Netværkslag eller "Internetlag": et grundlæggende niveau af for hele TCP/IP-modellen. Hovedfunktionaliteten af dette lag er identisk med laget af samme navn i OSI-modellen og beskriver bevægelsen af pakker i et sammensat netværk bestående af flere mindre undernet. Den forbinder tilstødende lag af TCP/IP-protokollen.

Netværkslaget er forbindelseslaget mellem det højere transportlag og det nederste lag netværksgrænseflader. Netværkslaget bruger protokoller, der modtager en anmodning fra transportlaget, og gennem reguleret adressering transmitterer den behandlede anmodning til netværksgrænsefladeprotokollen, hvilket angiver, til hvilken adresse dataene skal sendes.

Følgende TCP/IP-netværksprotokoller bruges på dette niveau: ICMP, IP, RIP, OSPF. Den vigtigste og mest populære på netværksniveau er naturligvis IP (Internet Protocol). Dens hovedopgave er at transmittere pakker fra en router til en anden, indtil en dataenhed når destinationsknudepunktets netværksgrænseflade. IP-protokollen implementeres ikke kun på værter, men også på netværksudstyr: routere og administrerede switches. IP-protokollen fungerer efter princippet om bedste indsats, ikke-garanteret levering. Det vil sige, at der ikke er behov for at etablere en forbindelse på forhånd for at sende en pakke. Denne mulighed fører til at spare trafik og tid på flytning af unødvendige servicepakker. Pakken dirigeres mod sin destination, og det er muligt, at noden forbliver utilgængelig. I dette tilfælde returneres en fejlmeddelelse.

Netværksgrænsefladeniveau: er ansvarlig for at sikre, at undernetværk med forskellige teknologier kan interagere med hinanden og overføre information i samme tilstand. Dette opnås i to enkle trin:

Kodning af en pakke til en mellemliggende netværksdataenhed.
Konverterer destinationsinformationen til de nødvendige undernetstandarder og sender dataenheden.

Denne tilgang giver os mulighed for konstant at udvide antallet af understøttede netværksteknologier. Så snart det dukker op ny teknologi, passer det umiddelbart ind i TCP/IP-protokolstakken og giver netværk med ældre teknologier mulighed for at overføre data til netværk bygget ved hjælp af mere moderne standarder og metoder.

Enheder af data overført

Under eksistensen af et sådant fænomen som TCP/IP-protokollerne, standardvilkår i form af enheder af transmitterede data. Data under transmission kan fragmenteres på forskellige måder, afhængigt af de teknologier, der bruges af destinationsnetværket.

For at få en idé om, hvad der sker med dataene og på hvilket tidspunkt, var det nødvendigt at komme med følgende terminologi:

Datastrøm- data, der ankommer til transportlaget fra protokoller for et højere applikationslag.
Et segment er et fragment af data, som en strøm er opdelt i i henhold til TCP-protokolstandarder.
Datagram(især analfabeter udtaler det som "Datagram") - enheder af data, der opnås ved at opdele en strøm ved hjælp af forbindelsesløse protokoller (UDP).
Plastikpose- en dataenhed produceret via IP-protokollen.
TCP/IP-protokollerne pakker IP-pakker i datablokke, der sendes over sammensatte netværk, kaldet personale eller rammer.

Typer af TCP/IP-protokolstakadresser

Enhver TCP/IP-dataoverførselsprotokol bruger en af følgende typer adresser:

Lokale (hardware) adresser.
Netværksadresser (IP-adresser).
Domænenavne.

Lokale adresser (MAC-adresser) - bruges i de fleste lokalnetværksteknologier til at identificere netværksgrænseflader. Når man taler om TCP/IP, betyder ordet lokal en grænseflade, der ikke fungerer i et sammensat netværk, men inden for et separat undernet. For eksempel vil undernettet af en grænseflade forbundet til internettet være lokalt, og internetnetværket vil være sammensat. Et lokalt netværk kan bygges på enhver teknologi, og uanset dette vil en maskine, der er placeret i et separat dedikeret undernet set fra et sammensat netværks synspunkt, blive kaldt lokalt. Når en pakke kommer ind i det lokale netværk, bliver dens IP-adresse således knyttet til den lokale adresse, og pakken sendes til MAC-adressen på netværksgrænsefladen.

Netværksadresser (IP-adresser). TCP/IP-teknologi giver sin egen globale adressering af noder for at løse et simpelt problem - at kombinere netværk med forskellige teknologier i en stor datatransmissionsstruktur. IP-adressering er fuldstændig uafhængig af den teknologi, der bruges på det lokale netværk, men en IP-adresse gør det muligt for en netværksgrænseflade at repræsentere en maskine på et sammensat netværk.

Som et resultat blev der udviklet et system, hvor værter tildeles en IP-adresse og en undernetmaske. Undernetmasken viser, hvor mange bit der er allokeret til netværksnummeret, og hvor mange til værtsnummeret. En IP-adresse består af 32 bit, opdelt i blokke på 8 bit.

Når en pakke transmitteres, tildeles den information om netværksnummeret og det nodenummer, som pakken skal sendes til. Først videresender routeren pakken til det ønskede undernet, og derefter vælges en vært, der venter på den. Denne proces udføres af Address Resolution Protocol (ARP).

Domæneadresser på TCP/IP-netværk administreres af et specielt designet Domain Name System (DNS). For at gøre dette er der servere, der matcher domænenavnet, præsenteret som en tekststreng, med IP-adressen og sender pakken i overensstemmelse med global adressering. Der er ingen overensstemmelse mellem et computernavn og en IP-adresse, så for at konvertere et domænenavn til en IP-adresse, skal den afsendende enhed tilgå den routingtabel, der er oprettet på DNS-serveren. For eksempel skriver vi webstedsadressen i browseren, DNS-serveren matcher den med IP-adressen på den server, hvor webstedet er placeret, og browseren læser oplysningerne og modtager et svar.

Ud over internettet er det muligt at udstede domænenavne til computere. Således er processen med at arbejde på et lokalt netværk forenklet. Det er ikke nødvendigt at huske alle IP-adresser. I stedet kan du give hver computer et hvilket som helst navn og bruge det.

IP-adresse. Format. Komponenter. Undernetmaske

En IP-adresse er et 32-bit tal, som i traditionel repræsentation skrives som tal fra 1 til 255, adskilt af prikker.

Type af IP-adresse i forskellige optagelsesformater:

Decimal IP-adresse: 192.168.0.10.
Binær form af samme IP-adresse: 11000000.10101000.00000000.00001010.
Registrering af en adresse i hexadecimalt system notation: C0.A8.00.0A.

Der er ingen adskillelse mellem netværks-id'et og punktnummeret i posten, men computeren er i stand til at adskille dem. Der er tre måder at gøre dette på:

Fast kant. Med denne metode er hele adressen betinget opdelt i to dele af en fast længde, byte for byte. Således, hvis vi giver en byte for netværksnummeret, så får vi 2 8 netværk med 2 24 noder hver. Hvis grænsen flyttes en anden byte til højre, vil der være flere netværk - 2 16 og færre noder - 2 16. I dag anses fremgangsmåden for at være forældet og bruges ikke.
Undernetmaske. Masken er parret med en IP-adresse. Masken har en sekvens af værdier "1" i de bits, der er allokeret til netværksnummeret, og en vis mængde nuller på de steder af IP-adressen, der er tildelt nodenummeret. Grænsen mellem enere og nuller i masken er grænsen mellem netværks-id'et og værts-id'et i IP-adressen.
Metode til adresseklasser. Kompromismetode. Ved brug kan netværksstørrelser ikke vælges af brugeren, dog er der fem klasser - A, B, C, D, E. Tre klasser - A, B og C - er beregnet til forskellige netværk, og D og E er forbeholdt netværk til særlige formål. I et klassesystem har hver klasse sin egen grænse for netværksnummer og node-id.

IP-adresseklasser

TIL klasse A Disse omfatter netværk, hvor netværket er identificeret af den første byte, og de resterende tre er nodenummeret. Alle IP-adresser, der har en første byte-værdi fra 1 til 126 i deres rækkevidde, er klasse A-netværk. Der er meget få klasse A-netværk i mængde, men hver af dem kan have op til 2 24 punkter.

Klasse B- netværk, hvor de to højeste bit er lig med 10. I dem er der tildelt 16 bit til netværksnummer og punktidentifikator. Som et resultat viser det sig, at antallet af klasse B-netværk er kvantitativt forskelligt fra antallet af klasse A-netværk, men de har et mindre antal noder - op til 65.536 (2 16) enheder.

På netværk klasse C- der er meget få noder - 2 8 i hver, men antallet af netværk er enormt, på grund af det faktum, at netværksidentifikatoren i sådanne strukturer fylder tre bytes.

Netværk klasse D- allerede tilhører særlige netværk. Den starter med sekvensen 1110 og kaldes en multicast-adresse. Grænseflader med klasse A-, B- og C-adresser kan indgå i en gruppe og modtage, udover den individuelle adresse, en gruppeadresse.

Adresser klasse E- i reserve for fremtiden. Sådanne adresser begynder med sekvensen 11110. Mest sandsynligt vil disse adresser blive brugt som gruppeadresser, når der er mangel på IP-adresser på det globale netværk.

Opsætning af TCP/IP-protokollen

Opsætning af TCP/IP-protokollen er tilgængelig på alle operativsystemer. Disse er Linux, CentOS, Mac OS X, Free BSD, Windows 7. TCP/IP-protokollen kræver kun en netværksadapter. Selvfølgelig er serveroperativsystemer i stand til mere. TCP/IP-protokollen er meget bredt konfigureret ved hjælp af servertjenester. IP-adresser i almindelige stationære computere er indstillet i netværksforbindelsesindstillingerne. Der konfigurerer du netværksadressen, gatewayen - IP-adressen på det punkt, der har adgang til det globale netværk, og adresserne på de punkter, hvor DNS-serveren er placeret.

Internetprotokol TCP/IP kan konfigureres i manuel tilstand. Selvom det ikke altid er nødvendigt. Du kan modtage TCP/IP-protokolparametre fra serverens dynamiske distributionsadresse automatisk. Denne metode bruges i stort virksomhedsnetværk. På DHCP-server du kan tilknytte en lokal adresse til en netværksadresse, og så snart en maskine med en given IP-adresse dukker op på netværket, vil serveren straks give den en på forhånd forberedt IP-adresse. Denne proces kaldes reservation.

TCP/IP-adresseopløsningsprotokol

Den eneste måde at etablere et forhold mellem en MAC-adresse og en IP-adresse på er ved at vedligeholde en tabel. Hvis der er en routingtabel, er hver netværksgrænseflade opmærksom på dens adresser (lokale og netværk), men spørgsmålet opstår om, hvordan man korrekt organiserer udvekslingen af pakker mellem noder ved hjælp af TCP/IP 4-protokollen.

Hvorfor blev Address Resolution Protocol (ARP) opfundet? For at forbinde TCP/IP-familien af protokoller og andre adresseringssystemer. En ARP-tilknytningstabel oprettes på hver node og udfyldes ved at polle hele netværket. Dette sker hver gang computeren slukkes.

ARP bord

Sådan ser et eksempel på en kompileret ARP-tabel ud.

StakTCP/ IP.

TCP/IP-stakken er et sæt hierarkisk ordnede netværksprotokoller. Stakken er opkaldt efter to vigtige protokoller – TCP (Transmission Control Protocol) og IP (Internet Protocol). Ud over dem indeholder stakken flere dusin flere forskellige protokoller. I øjeblikket er TCP/IP-protokoller de vigtigste for internettet såvel som for de fleste virksomheds- og lokale netværk.

I Microsoft Windows Server 2003-operativsystemet er TCP/IP-stakken valgt som den primære, selvom andre protokoller også understøttes (f.eks. IPX/SPX-stakken, NetBIOS-protokollen).

TCP/IP-protokolstakken har to vigtige egenskaber:

platformuafhængighed, dvs. dens implementering er mulig på en bred vifte af operativsystemer og processorer;

åbenhed, dvs. de standarder, som TCP/IP-stakken er bygget efter, er tilgængelige for enhver.

skabelseshistorieTCP/ IP.

I 1967 igangsatte Advanced Research Projects Agency under det amerikanske forsvarsministerium (ARPA – Advanced Research Projects Agency) udviklingen af et computernetværk, der skulle forbinde en række universiteter og forskningscentre, der udførte ordrer fra agenturet. Projektet hed ARPANET. I 1972 forbandt netværket 30 noder.

Som en del af ARPANET-projektet blev hovedprotokollerne for TCP/IP-stakken - IP, TCP og UDP - udviklet og offentliggjort i 1980-1981. En vigtig faktor i spredningen af TCP/IP var implementeringen af denne stak i UNIX 4.2 BSD-operativsystemet (1983).

I slutningen af 1980'erne blev det stærkt udvidede ARPANET kendt som internettet (Interconnected networks). tilsluttede netværk) og forenede universiteter og videnskabelige centre USA, Canada og Europa.

I 1992 dukkede op ny service Internet – WWW (World Wide Web), baseret på HTTP-protokollen. I høj grad takket være WWW modtog internettet og med det TCP/IP-protokollerne en rivende udvikling i 90'erne.

I begyndelsen af det 21. århundrede er TCP/IP-stakken ved at få en førende rolle i kommunikationsmidlerne ikke kun på globale, men også lokale netværk.

ModelOSI.

Open Systems Interconnection (OSI)-modellen blev udviklet af International Organization for Standardization (ISO) for at give en konsekvent tilgang til opbygning og sammenkobling af netværk. Udviklingen af OSI-modellen begyndte i 1977 og sluttede i 1984 med godkendelsen af standarden. Siden da har modellen været reference for udvikling, beskrivelse og sammenligning af forskellige protokolstakke.

Lad os kort se på funktionerne på hvert niveau.

OSI-modellen omfatter syv lag: fysisk, datalink, netværk, transport, session, præsentation og applikation.

Det fysiske lag beskriver principperne signaltransmission, transmissionshastighed,er. Niveauet er implementeret i hardware ( Netværksadapter, hub-port, netværkskabel).

Datalinklaget løser to hovedopgaver: det kontrollerer transmissionsmediets tilgængelighed (transmissionsmediet er oftest delt mellem flere netværksknuder), og detekterer og retter også fejl, der opstår under transmissionsprocessen. Implementeringen af niveauet er hardware og software (for eksempel en netværksadapter og dens driver).

Netværkslaget giver netværksforbindelse, der arbejder på forskellige protokoller for datalinket og fysiske lag, ind i et sammensat netværk. I dette tilfælde kaldes hvert af de netværk, der er inkluderet i et enkelt netværk undernet(undernet). På netværksniveau skal to hovedproblemer løses: routing(routing, valg af den optimale vej til at sende en besked) og adressering(adressering, hver node i et sammensat netværk skal have et unikt navn). Typisk implementeres netværkslagsfunktioner af en speciel enhed - router(router) og dens software.

Transportlaget løser problemet med pålidelig transmission af meddelelser i et sammensat netværk ved at bekræfte levering og gensende pakker. Dette niveau og alt det følgende er implementeret i software.

Sessionslaget giver dig mulighed for at huske information om nuværende tilstand kommunikationssession, og genoptag sessionen fra denne tilstand, hvis forbindelsen afbrydes.

Præsentationslaget sikrer konvertering af transmitteret information fra en kodning til en anden (for eksempel fra ASCII til EBCDIC).

Applikationslaget implementerer grænsefladen mellem modellens andre lag og brugerapplikationer.

StrukturTCP/ IP. TCP/IP-strukturen er ikke baseret på OSI-modellen, men på sin egen model, kaldet DARPA (Defence ARPA - det nye navn på Advanced Research Projects Agency) eller DoD (Department of Defence - US Department of Defence). Denne model har kun fire niveauer. Overensstemmelsen mellem OSI-modellen og DARPA-modellen, såvel som hovedprotokollerne for TCP/IP-stakken, er vist i fig. 2.2.

Det skal bemærkes, at det lavere niveau af DARPA-modellen - netværksgrænsefladeniveauet - strengt taget ikke udfører funktionerne i datalinket og fysiske lag, men kun giver kommunikation (grænseflade) øverste niveauer DARPA med sammensatte netværksteknologier (f.eks. Ethernet, FDDI, ATM).

Alle protokoller inkluderet i TCP/IP-stakken er standardiseret i RFC-dokumenter.

DokumentationRFC.

Godkendte officielle internet- og TCP/IP-standarder udgives som RFC-dokumenter (Request for Comments). Standarder er udviklet af hele ISOC-fællesskabet (Internet Society, en international offentlig organisation). Ethvert ISOC-medlem kan indsende et dokument til overvejelse til offentliggørelse i en RFC. Dokumentet gennemgås derefter af tekniske eksperter, udviklingsteams og RFC-editoren og gennemgår følgende stadier, kaldet modenhedsniveauer, i overensstemmelse med RFC 2026:

udkast(Internet Draft) – på dette stadium sætter eksperter sig bekendt med dokumentet, tilføjelser og ændringer foretages;

foreslået standard(Foreslået standard) - dokumentet er tildelt et RFC-nummer, eksperter har bekræftet levedygtigheden af de foreslåede løsninger, dokumentet anses for lovende, det er ønskeligt, at det testes i praksis;

udkast til standard(Draft Standard) - et dokument bliver et udkast til standard, hvis mindst to uafhængige udviklere har implementeret og med succes anvendt de foreslåede specifikationer. På dette stadium er mindre rettelser og forbedringer stadig tilladt;

Internet standard(Internetstandard) - standardens højeste godkendelsestrin, dokumentspecifikationerne er blevet udbredte og har bevist sig i praksis. En liste over internetstandarder er givet i RFC 3700. Af de tusindvis af RFC'er er kun et par dusin dokumenter med status som "Internetstandard".

Ud over standarder kan RFC'er også være beskrivelser af nye netværkskoncepter og ideer, retningslinjer, resultater af eksperimentelle undersøgelser præsenteret til orientering osv. Sådanne RFC'er kan tildeles en af følgende statusser:

eksperimentel(Eksperimentel) - et dokument, der indeholder oplysninger om videnskabelig forskning og udvikling, som kan være af interesse for ISOC-medlemmer;

oplysende(Informativt) - et dokument offentliggjort for at give information og kræver ikke godkendelse af ISOC-fællesskabet;

bedste moderne oplevelse(Best Current Practice) - et dokument beregnet til at formidle erfaringer fra specifikke udviklinger, såsom protokolimplementeringer.

Status er angivet i RFC-dokumentets overskrift efter ordet Kategori (Kategori). For dokumenter i status af standarder (Proposed Standard, Draft Standard, Internet Standard) er navnet angivet Standarder Spore, da beredskabsniveauet kan variere.

RFC-numre tildeles sekventielt og bliver aldrig genudstedt. Den originale RFC opdateres aldrig. Den opdaterede version udgives under et nyt nummer. En forældet og erstattet RFC bliver historisk(Historisk).

Alle eksisterende RFC-dokumenter i dag kan fx ses på hjemmesiden www.rfc-editor.org . Der var over 5.000 i august 2007. De RFC'er, der refereres til i dette kursus, er anført i bilag I.

Oversigt over de vigtigste protokoller.

Protokol IP (Internet Protokol) – Dette er den primære netværkslagsprotokol, der er ansvarlig for adressering i sammensatte netværk og pakketransmission mellem netværk. IP-protokollen er datagram protokol, dvs. den garanterer ikke levering af pakker til destinationsknuden. Transportlagsprotokollen TCP giver garantier.

Protokoller HVIL I FRED. (Routing Information Protokol – routing information protokol ) OgOSPF (Åben Korteste Sti Først – « De korteste ruter åbner først" ) – routingprotokoller i IP-netværk.

Protokol ICMP (Internet Styring Besked Protokol – Control Message Protocol in Composite Networks) er designet til at udveksle fejlinformation mellem netværksroutere og pakkens kildeknude. Ved hjælp af specielle pakker rapporterer det umuligheden af at levere en pakke, varigheden af at samle en pakke fra fragmenter, unormale parameterværdier, ændringer i videresendelsesruten og typen af service, systemets tilstand osv.

Protokol ARP (Adresse Løsning Protokol – Address Translation Protocol) konverterer IP-adresser til hardwareadresser på lokale netværk. Den omvendte konvertering udføres ved hjælp af protokollen RAPR (Omvendt ARP).

TCP (Smitte Styring Protokol – transmissionskontrolprotokol) sikrer pålidelig transmission af meddelelser mellem fjernnetværksknuder gennem dannelse af logiske forbindelser. TCP giver dig mulighed for at levere en byte-stream genereret på én computer uden fejl til enhver anden computer, der er inkluderet i det sammensatte netværk. TCP opdeler bytestrømmen i dele - segmenter og sender dem til netværkslaget. Når disse segmenter er leveret til deres destination, samler TCP dem igen til en kontinuerlig strøm af bytes.

UDP (Bruger Datagram Protokol – User Datagram Protocol) giver datatransmission på en datagram måde.

HTTP (Hypertekst Overførsel Protokol – hypertekstoverførselsprotokol) – webdokumentleveringsprotokol, WWW-tjenestens hovedprotokol.

FTP (Fil Overførsel Protokol – filoverførselsprotokol) – en protokol til overførsel af information gemt i filer.

POP 3 (Stolpe Kontor Protokol version 3 – postkontorprotokol) og SMTP (Enkel Post Overførsel Protokol – Simple Mail Forwarding Protocol) – protokoller til levering af indgående e-mail (POP3) og afsendelse af udgående e-mail (SMTP).

Telnet – terminalemuleringsprotokol 1, der giver brugeren mulighed for at oprette forbindelse til andre fjernstationer og arbejde med dem fra deres maskine, som om det var deres fjernterminal.

SNMP (Enkel Netværk Ledelse Protokol – simpel netværksstyringsprotokol) er designet til at diagnosticere ydeevnen af forskellige netværksenheder.

UNIX, som bidrog til protokollens voksende popularitet, da producenter inkluderede TCP/IP i sættet software hver UNIX-computer. TCP/IP finder sin mapping i referencemodel OSI, som vist i figur 3.1.

Du kan se, at TCP/IP er placeret på lag tre og fire i OSI-modellen. Pointen med dette er at overlade LAN-teknologien til udviklerne. Formålet med TCP/IP er besked transmission i lokale netværk af enhver type og etablering af kommunikation ved hjælp af enhver netværksapplikation.

TCP/IP-protokollen virker, fordi den er tilsluttet OSI model på de to laveste lag - dataoverførselslaget og det fysiske lag. Dette gør det muligt for TCP/IP at finde gensidigt sprog med stort set enhver netværksteknologi og som følge heraf med evt computer platform. TCP/IP inkluderer fire abstrakte lag, som er angivet nedenfor.

Ris. 3.1.

Netværksgrænseflade. Tillader TCP/IP at interagere aktivt med alle moderne netværksteknologier, baseret på OSI-modellen.
Internetarbejde. Definerer, hvordan IP kontrollerer videresendelse af beskeder gennem routere på et netværksrum såsom internettet.
Transportere. Definerer en mekanisme til udveksling af information mellem computere.
Anvendt. Angiver netværksapplikationer til udførelse af opgaver, såsom videresendelse, e-mail og andre.

På grund af dets udbredte brug er TCP/IP blevet de facto internetstandarden. Den computer, som den er implementeret på netværksteknologi, baseret på OSI-modellen (Ethernet eller Token Ring), har evnen til at kommunikere med andre enheder. I "Networking Fundamentals" så vi på lag 1 og 2, da vi diskuterede LAN-teknologier. Nu går vi videre til OSI-stakken og ser på, hvordan en computer kommunikerer over internettet eller privat netværk. Dette afsnit diskuterer TCP/IP-protokollen og dens konfigurationer.

Hvad er TCP/IP

Det faktum, at computere kan kommunikere med hinanden, er i sig selv et mirakel. Det er jo computere fra forskellige producenter arbejder med forskellige operativsystemer og protokoller. I mangel af nogle fælles grundlag sådanne enheder ville ikke være i stand til at udveksle information. Når de sendes over et netværk, skal data være i et format, der er forståeligt for både den afsendende enhed og den modtagende enhed.

TCP/IP opfylder denne betingelse gennem sit internetarbejdende lag. Dette lag matcher direkte netværkslaget i OSI-referencemodellen og er baseret på et fast meddelelsesformat kaldet et IP-datagram. Et datagram er noget som en kurv, hvori alle informationer i en besked er placeret. For eksempel, når du indlæser en webside i en browser, bliver det, du ser på skærmen, leveret stykkevis af datagram.

Det er nemt at forveksle datagrammer med pakker. Datagram er informationselement, mens en pakke er et fysisk meddelelsesobjekt (oprettet på en tredje eller flere høje niveauer), som faktisk sendes på netværket. Selvom nogle anser disse termer for udskiftelige, er deres skelnen faktisk vigtig i en specifik kontekst – selvfølgelig ikke her. Det er vigtigt at forstå, at meddelelsen er opdelt i fragmenter, transmitteret over netværket og samlet igen ved den modtagende enhed.

Det positive ved denne tilgang er, at hvis en enkelt pakke bliver ødelagt under transmissionen, er det kun den pakke, der skal gentransmitteres, ikke hele beskeden. Et andet positivt er, at ingen vært skal vente på ubestemt tid, før en anden værts transmission afsluttes, før den sender sin egen besked.

TCP og UDP

Når du sender en IP-meddelelse over et netværk, bruges en af transportprotokollerne: TCP eller UDP. TCP (Transmission Control Protocol) udgør den første halvdel af forkortelsen TCP/IP. User Datagram Protocol (UDP) bruges i stedet for TCP til at transportere mindre vigtige meddelelser. Begge protokoller bruges til korrekt udveksling af meddelelser i TCP/IP-netværk. Der er én væsentlig forskel mellem disse protokoller.

TCP kaldes en pålidelig protokol, fordi den kommunikerer med modtageren for at bekræfte, at beskeden blev modtaget.

UDP kaldes en upålidelig protokol, fordi den ikke engang forsøger at kontakte modtageren for at bekræfte leveringen.

Det er vigtigt at huske, at kun én protokol kan bruges til at levere en besked. For eksempel, når en webside indlæses, styres pakkeleveringen af TCP uden nogen UDP-intervention. På den anden side downloader eller sender Trivial File Transfer Protocol (TFTP) beskeder under kontrol af UDP-protokollen.

Den anvendte transportmetode afhænger af applikationen - det kan være e-mail, HTTP, applikationen ansvarlig for netværksarbejde, og så videre. Netværksudviklere bruger UDP, hvor det er muligt, fordi det reducerer overhead-trafik. TCP-protokollen er vedhæftet mere indsats for garanteret levering og sender mange flere pakker end UDP. Figur 3.2 giver en liste over netværksapplikationer og viser, hvilke applikationer der bruger TCP, og hvilke der bruger UDP. For eksempel gør FTP og TFTP stort set det samme. TFTP bruges dog hovedsageligt til at downloade og kopiere programmer. netværksenheder. TFTP kan bruge UDP, fordi hvis beskeden ikke bliver leveret, sker der ikke noget dårligt, fordi beskeden ikke var beregnet til slutbrugeren, men til netværksadministratoren, hvis prioritetsniveau er meget lavere. Et andet eksempel er en stemmevideosession, hvor porte til både TCP- og UDP-sessioner kan bruges. Således initieres en TCP-session for at udveksle data, når en telefonforbindelse er etableret, mens selve telefonsamtalen transmitteres via UDP. Dette skyldes hastigheden af stemme- og videostreaming. Hvis en pakke går tabt, nytter det ikke at sende den igen, da den ikke længere vil matche datastrømmen.

Ris. 3.2.

IP datagram format

IP-pakker kan opdeles i datagrammer. Datagramformatet opretter felter til nyttelasten og til kontroldata for meddelelsestransmission. Figur 3.3 viser datagramdiagrammet.

Bemærk. Lad dig ikke narre af størrelsen af datafeltet i et datagram. Datagrammet er ikke overbelastet med yderligere data. Datafeltet er faktisk det største felt i datagrammet.

Ris. 3.3.

Det er vigtigt at huske, at IP-pakker kan have forskellige længder. I "Networking Fundamentals" blev det sagt, at informationspakker på et Ethernet-netværk varierer i størrelse fra 64 til 1400 bytes. I Token Ring-netværket er deres længde 4000 bytes, i ATM-netværket - 53 bytes.

Bemærk. Brugen af bytes i et datagram kan være forvirrende, da dataoverførsel ofte er forbundet med begreber som megabit og gigabit per sekund. Men fordi computere foretrækker at arbejde med databytes, bruger datagrammer også bytes.

Hvis du ser igen på datagramformatet i figur 3.3, vil du bemærke, at marginerne længst til venstre er en konstant værdi. Dette sker pga CPU En person, der arbejder med pakker, skal vide, hvor hvert felt begynder. Uden standardisering af disse felter vil de sidste bits være et virvar af etere og nuller. På højre side af datagrammet er pakker af variabel længde. Formålet med de forskellige felter i et datagram er som følger.

VER. Den version af IP-protokollen, der bruges af den station, hvor den oprindelige meddelelse optrådte. Nuværende version IP er version 4. Dette felt sikrer samtidig eksistens forskellige versioner i internetarbejdsrummet.
HLEN. Feltet informerer den modtagende enhed om længden af headeren, så CPU'en ved, hvor datafeltet begynder.
Servicetype. Kode, der fortæller routeren typen af pakkekontrol i forhold til serviceniveau (pålidelighed, prioritet, udsættelse osv.).
Længde. Det samlede antal bytes i pakken, inklusive overskriftsfelter og datafelter.
ID, frags og frags offset. Disse felter fortæller routeren, hvordan den fragmenterer og samler pakken igen, og hvordan den kompenserer for forskelle i rammestørrelse, der kan opstå, når pakken krydser LAN-segmenter med forskellige netværksteknologier (Ethernet, FDDI osv.).
TTL. En forkortelse for Time to Live er et tal, der falder med én, hver gang en pakke sendes. Hvis livstid bliver lig med nul, så ophører pakken med at eksistere. TTL forhindrer loops og tabte pakker i at vandre uendeligt hen over internettet.
Protokol. Transportprotokollen, der skal bruges til at sende pakken. Den mest almindelige protokol angivet i dette felt er TCP, men andre protokoller kan bruges.
Overskrift kontrolsum. En kontrolsum er et tal, der bruges til at verificere integriteten af en meddelelse. Hvis kontrolsummer alle beskedpakker stemmer ikke overens korrekte værdi, betyder det, at meddelelsen er blevet beskadiget.
Kilde IP-adresse. 32-bit adresse på værten, der sendte beskeden (normalt en personlig computer eller server).
Destinations-IP-adresse. 32-bit adresse på værten, som beskeden blev sendt til (normalt en personlig computer eller server).
IP muligheder. Bruges til netværkstest eller andre specielle formål.
Polstring. Udfylder alle ubrugte (tomme) bitpositioner, så processoren korrekt kan bestemme positionen af den første bit i datafeltet.
Data. Nyttelasten af den sendte besked. For eksempel kan pakkedatafeltet indeholde teksten i en e-mail.

Som tidligere nævnt består pakken af to hovedkomponenter: data om meddelelsesbehandling, placeret i headeren, og selve informationen. Informationsdel placeret i nyttelastsektoren. Du kan forestille dig denne sektor som et rumskibs lastrum. Headeren er alle rumfærgens indbyggede computere i styrekabinen. Den administrerer al den information, der er nødvendig for alle de forskellige routere og computere langs meddelelsesstien, og bruges til at opretholde en bestemt rækkefølge i at samle meddelelsen fra individuelle pakker.